KR101810393B1 - 화상처리장치, 촬상장치, 화상처리방법 및 기억매체 - Google Patents

화상처리장치, 촬상장치, 화상처리방법 및 기억매체 Download PDF

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Abstract

고정밀하게 다채색 화상 신호에 대하여 디모자이킹 처리를 행하는 것이 가능한 적어도 한 개의 화상처리장치가 제공된다. 적어도 한 개의 화상처리장치는 모자이크 화상 신호에 대하여 복수의 규정 방향의 각각에서 보간 처리를 행하고, 상기 보간 처리가 행해진 화상 신호의 복수의 화소의 각각에 대해서 수평방향과 수직방향의 각각에 있어서의 상관성을 나타내는 평가값을 취득한다. 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점이라고 판정된 조건을 포함하는 소정의 조건을 충족시킬 경우에, 주변 화소의 평가값에 의거하여 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정한다. 그 다음, 보정된 평가값에 의거하여 적어도 한 개의 주목 화소를 보간한 후의 화상 신호를 출력한다.

Description

화상처리장치, 촬상장치, 화상처리방법 및 기억매체{IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 화상 처리에 관한 것으로서, 특히 다채색 화상 신호에 있어서 각 화소에서 결여되어 있는 컬러 신호를 보간해서 디모자이킹하는(demosaicing) 기술에 관한 것이다.
종래, CCD 및 CMOS 센서 등의 단판의 촬상소자에 있어서는, 도 17에 나타나 있는 바와 같은 베이어 배열을 갖는 컬러 필터가 적용되고 있다. 이 경우, 그러한 컬러 필터로서는, 일반적으로, 레드, 그린, 블루의 3원색, 또는 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow)의 3개의 보색의 필터가 이용되고 있다.
그러나, 베이어 배열을 이용해서 각 화소에 있어서 1색에 대응하는 신호밖에 취득할 수 없기 때문에, 각 화소에 있어서 결여되어 있는 다른 2색의 컬러 신호를 디모자이킹(보간)하는 처리가 행해진다. 이 디모자이킹법으로서는, 종래, 다수의 방법이 알려져 있고, 기본적인 디모자이킹법으로서, 예를 들면 바이리니어(bilinear) 및 바이큐빅(bicubic) 보간이 있다.
바이리니어나 바이큐빅 보간에 의해서 저주파 성분을 많이 포함하는 화상으로부터 양호한 보간 결과를 취득할 수 있지만, 고주파 성분을 포함하는 화상에는 의사 해상(spurious resolution) 및 거짓 색(색 무아레(moire))이라고 불리는, 실제의 피사체에는 존재하지 않는 선이나 색을 발생시킨다. 그러한 의사 해상 및 거짓 색은, 피사체상이 원래 가지고 있는 에지 방향과는 다른 방향의 화소를 사용해서 디모자이킹에 의해 발생할 수도 있다.
따라서, 피사체상이 원래 가지고 있는 에지 방향에 따른 화소를 사용해서 디모자이킹함으로써 의사 해상 및 거짓 색의 발생을 충분히 억제하는 방법이 제안되어 있다. 이 에지 방향에 따른 화소를 사용하는 디모자이킹법은, 2개의 방법으로 대별할 수 있다. 일본국 공개특허공보 특개 2008-035470호에는 에지 방향을 주위의 화소를 사용해서 판별하고, 에지를 넘는 보간을 하지 않고 에지를 따라 보간을 하는 방법이 제안되어 있다.
일본국 공개특허공보 특개 2008-035470호에는, 우선 방향마다 보간을 행하여 몇 종류의 보간 결과를 생성하고, 그 후에 보간에 사용한 어느 방향이 적절한 결과를 제공하는지 판정해서 선택하는 제2의 보간 방법이 개시되어 있다. 보간 방향의 적절성의 판단은, 보간 대상 화소를 포함시킨 주변 화소로부터 그 부근의 균질성 혹은 균일성인 주변 유사도를 나타내는 평가값에 근거해도 된다. 균질성이 높은 방향이 에지의 방향으로서 판정되어서 선택되어도 된다.
그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개 2008-035470호에 개시된 방법은, 촬상 센서의 화소 피치와 피사체의 세밀한 부분의 피치가 비슷하거나 일치하는 해상 한계 부근에서는, 균질성이나 균일성을 나타내는 적절한 평가값을 제공할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 적절한 보간 방향을 선택할 수 없어 의사 해상이 발생하는 경우가 있다.
본 발명의 일 실시예는, 화소마다 복수의 컬러 필터의 색들 중 하나에 대응하는 화상 신호를 출력하는 촬상소자에 의해 생성된 모자이크 화상 신호에 대하여, 복수의 규정 방향의 각각에서 보간처리를 행하도록 구성된 보간 유닛과, 상기 보간 유닛에 의해 보간 처리가 행해진 화상 신호의 화소마다 각 규정 방향에 있어서의 상관성을 나타내는 평가값을 취득하도록 구성된 평가 유닛과, 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점인지 아닌지를 판정하도록 구성된 고립점 판정 유닛과, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소에 대한 주변 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하고, 보정된 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소를 보간한 후의 화상 신호를 출력하도록 구성된 출력 유닛을 구비하고, 상기 미리 정한 조건은, 상기 고립점 판정 유닛에 의해 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점으로 판정되는 조건을 포함하고, 상기 출력 유닛은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 상기 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 주변 화소 중 상기 고립점 판정 유닛에 의해 고립점으로 판정되지 않은 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하는, 화상처리장치를 제공한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 여기에서는, 한 개 이상의 화상처리장치, 한 개 이상의 촬상장치, 한 개 이상의 화상처리방법, 한 개 이상의 프로그램 및 한 개 이상의 기억매체에 대해서 설명한다. 본 발명의 추가 특징은 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 적어도 제1, 제2 실시예에 따른 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도다.
도 2는 적어도 제1, 제2 실시예에 따른 촬상장치의 디모자이킹부의 구성을 나타내는 블럭도다.
도 3은 도 2의 디모자이킹부의 H방향 보간부의 적어도 하나의 실시예 및 V방향 보간부의 적어도 하나의 실시예의 구성을 나타내는 블럭도다.
도 4는 방향별 보간 처리를 설명하기 위한 베이어 배열의 화소 배치 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 평가값 산출 처리의 적어도 하나의 실시예를 나타내는 플로차트다.
도 6은 평가값 산출 처리의 적어도 하나의 실시예를 설명하기 위한 3×3 화소 영역을 도시한 도면이다.
도 7은 주목 화소가 H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 갖는 경우에 있어서의 고립점 판정 처리의 실시예를 나타내는 플로차트다.
도 8은 주목 화소가 H방향 평가값 - V방향 평가값 < 0의 관계를 갖는 경우에 있어서의 고립점 판정 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 제1 예시적인 실시 예에 따른 H방향 평가값을 가진 화소(들)를 다루는 상관성 판정 처리의 실시예를 나타내는 플로차트이다.
도 10은 H방향 평가값을 가진 화소(들)를 다루는 상관성 판정 처리의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 고립점 보정처리의 실시예를 나타내는 플로차트다.
도 12는 고립점 보정처리의 실시예에 있어서의 보정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 화상 생성 처리의 실시 예를 나타내는 플로차트이다.
도 14는 제2 예시적인 실시 예에 따른 H방향 평가값을 가진 화소(들)를 다루는 상관성 판정 처리의 실시예를 나타내는 플로차트다.
도 15는 제2 예시적인 실시 예에 따른 V방향 평가값의 화소(들)를 다루는 상관성 판정 처리의 실시예를 나타내는 플로차트다.
도 16은 템플릿 맵의 일례를 나타낸다.
도 17은 베이어 배열의 화소 배치 구성을 나타낸다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예를, 첨부의 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
(제1 예시적인 실시예)
도 1은, 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 화상처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도다. 이하에서는, 화상처리장치로서 디지털 카메라와 디지털 비디오 카메라 등의 촬상장치를 예로 들어 설명한다.
피사체(subject or object)를 반영한 광학상(피사체상)은, 촬영 렌즈(101)를 통해 촬상 소자(102) 위에 결상되어서 광전 변환된다.
촬상 소자(102)는, 일반적인 3원색 컬러 필터를 구비하는 단판의 촬상소자로서 구성되어 있다. 이 3원색 컬러 필터는, 각각 650nm, 550nm, 450nm 근방의 투과 주파장대를 갖는 R(Red), G(Green), B(Blue)이고, 이들 3원색의 각 밴드에 대응하는 컬러 플레인(color plane)을 생성한다.
단판 다채색 촬상소자는, 이들 복수의 색에 대응하는 컬러 필터를 갖는다. 이 컬러 필터는 도 17에 나타낸 것과 같이 화소마다 공간적으로 배열될 수도 있다. 각 화소에서는, 컬러 필터가 도 17에 나타낸 것과 같이 배열되어 있고, 단일의 컬러 플레인(single color plane)에 있어서의 광강도를 취득하는 것밖에 할 수 없다. 이 때문에, 촬상 소자(102)는, 모자이크 화상 신호, 즉, 각 화소에 있어서 3원색 중의 2색이 결핍한 화상신호를 출력한다. A/D(analog-digital) 변환부(103)는, 촬상 소자(102)로부터 아날로그 전압으로서 출력되는 모자이크 화상 신호를 다채색의 디지털 화상 데이터로 변환한다.
화이트 밸런스부(104)는, 화이트 밸런스 처리를 행한다. 구체적으로는, 흰색이어야 할 영역의 R, G, B가 등색이 되도록 R, G, B의 각 색에 게인을 인가한다.
디모자이킹부(105)는, 각 화소에 있어서 3원색 중에서 결여되어 있는 2색의 다채색 모자이크 화상 데이터를 보간함으로써, 모든 화소에 있어서 R, G, B의 다채색 화상 데이터를 가진 다채색 화상을 생성한다.
각 화소의 다채색 화상 데이터에 대해서, 매트릭스 변환부(106)에서 매트릭스 변환 처리를 행하고, 감마 변환부(107)에서 감마 보정 처리를 행한다. 그 결과, 기본적인 다채색 화상 데이터가 생성된다.
이 기본적인 다채색 화상 데이터에 대하여, 색 조정부(108)가 화상의 외관 및 품질을 개선하기 위한 처리가 각종의 처리를 실행한다. 예를 들면, 색 조정부(108)는, 노이즈 저감, 채도 강조, 색상 보정, 에지 강조 등의 각종의 색 조정 처리를 행한다. 압축부(109)는, 색 조정된 다채색 화상 데이터를 JPEG 형식 등의 방법으로 압축하여, 기록시의 데이터 사이즈를 줄인다.
촬상 소자(102)로부터 압축부(109)까지의 각 디바이스가 행한 이들 처리 동작은, 제어부(111)에 의해 버스(113)를 통해 제어된다. 이 제어를 행할 때, 제어부(111)는, 메모리(112)를 적당하게 이용한다. 압축부(109)에 의해 압축된 디지털 화상 데이터는, 제어부(111)의 제어 하에 기록 혹은 기억부(110)에 의해 플래시 메모리 등의 기록 혹은 기억매체에 기록된다.
다음에, 디모자이킹부(105)에서의 디모자이킹 처리를 도 2에 의거하여 설명한다. 디모자이킹부(105)는, 우선 주목 화소에 대하여(혹은 적어도 한 개의 주목 화소, 예를 들면, 각 화소가 (각 처리의 반복시 주목 화소로서) 복수의 화소에 대해서 처리될 때, 적어도 한 개의 주목 화소 또는 복수의 주목 화소가 처리된다) 그 주위 또는 주변의 화소를 사용하여 복수의 규정 방향의 각각에서 보간 처리를 행하고, 그 후에 방향을 선택해서 각 화소에 대해서 보간 처리 결과로서(예를 들면, 화소 단위로 보간이 반복해서 발생한다) R, G, B의 3원색의 다채색 화상 신호를 생성한다.
좀더 구체적으로, 입력된 베이어 화상 데이터(201)에 대하여, H방향 보간부(202) 및 V방향 보간부(203)가, 각각, H(수평)방향 및 V(수직)방향으로 결여되어 있는 색의 화소 데이터를 보간함으로써 각 화소의 H방향 및 V방향의 R, G, B 화상 데이터를 생성한다. 다음에, H방향 분산도 산출부(204) 및 V방향 분산도 산출부(205)는 각 화소의 수평방향 및 수직방향의 보간 처리 후의 각 화소의 R, G, B 화상 데이터에 대해서, 화소마다 각각의 분산도를 산출한다.
평가값 산출부(206)는, 수평방향 및 수직방향 각각의 분산도로부터 방향의 평가값을 산출한다. 평가값 산출부(206)로부터의 출력 결과에 의거하여, 고립점 판정부(207)는, 화소마다 평가값에 대해서 고립점 판정을 행한다. 고립점 판정을 행한 후, 상관성 판정부(208)는, 평가값에 대하여 상관성 판정 처리를 행하고, 고립점 보정부(209)는, 평가값에 대하여 고립점 판정과 상관성 판정 결과를 사용하여, 고립점의 보정을 행한다.
화상 생성부(210)는, 수평방향의 최종적인 평가값과, 수직방향의 최종적인 평가값을 비교하고, 수평방향 및 수직방향으로부터 평가값이 높은 방향을 선택한다. 그리고, 화상 생성부(210)는, 선택한 방향에 대한 보간 처리 후의 R, G, B 화상 데이터에 근거해서 최종적인 보간 화상 데이터를 생성하고, 보간된 RGB 화상 데이터(211)를 디모자이킹 데이터로서 출력한다.
H방향 보간부(202)의 적어도 한 개의 실시예와 V방향 보간부(203)의 적어도 한 개의 실시예에 의해서 방향별로 행해진 보간 처리를, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, H방향 보간부(202)는, H방향 G보간부(202a) 및 H방향 RB 보간부(202b)를 갖고, V방향 보간부(203)는, V방향 G보간부(203a) 및 V방향 RB 보간부(203b)를 갖는다. H방향 보간부(202)에서는, H방향 G 보간부(202a)가 우선 주파수 대역이 높은 G 신호(데이터)를 보간하고, 다음에 H방향 RB 보간부(202b)가 R, B 데이터를 보간한다. 또한, V방향 보간부(203)에서는, V방향 G보간부(203a)가 우선 주파수 대역이 높은 G 데이터를 보간하고, 다음에 V방향 RB 보간부(203b)가 R, B 데이터를 보간한다. 그 결과, H방향 보간부(202)는 H방향 RGB 화상 데이터(202c)를 생성하고, V방향 보간부(203)는 V방향 RGB 화상 데이터(203c)를 생성한다.
다음에, 구체적인 보간 방법을 도 4를 참조하여 설명한다. G색을 보간할 경우, 주목 화소가 G색의 필터(혹은 G 필터 색)와 관련되는 화소이면, 해당 화소의 Ｇ데이터를 그대로 출력한다(수식 (1)). R색의 필터(혹은 R 필터 색)와 관련되는 화소, 및/또는 B색의 필터(혹은 B 필터 색)와 관련되는 화소에 대해서 G색을 보간하는 경우에는, H방향에 있어서는 수식 (2)를, V방향에 있어서는 수식 (3)을 사용해서, 대응하는 보간 데이터를 산출한다. 또한, 수식 (1), (2), (3)에 있어서의 G33, G34, G43, G44는 편의상 도 4에 나타낸 화소 부호 혹은 심볼에 대응하고 있다(이하의 설명에서 더 설명). 예를 들면, G33는 도 4의 R33 데이터를 갖는 화소(예를 들면, 화소 R33에서)에 있어서의 보간 후의 G 데이터를 나타내고, G44는 도 4의 B44 데이터를 갖는 화소(예를 들면, 화소 B44에서)에 있어서의 보간 후의 G 데이터를 나타낸다.
Figure 112015038465983-pat00001
(1)
Figure 112015038465983-pat00002
(2)
Figure 112015038465983-pat00003
(3)
R색(혹은 R 데이터)을 보간하는 경우에는, 주목 화소가 R색 필터(혹은 R 필터 색)와 관련되는 화소이면, 해당 화소의 Ｒ 데이터를 그대로 출력한다(수식 (4)). G색의 필터(G 필터 색)와 관련되는 화소에 대해서 R색(혹은 R 데이터)을 보간하는 경우에는, 아래에 나타낸 수식(5)을 사용해서 보간 데이터를 산출한다. B색의 필터(혹은 B 필터 색)와 관련된 화소에 대해서 R색을 보간하는 경우에는, 아래의 수식(6)을 사용해서 보간 데이터를 산출한다. R색(혹은 R 데이터)을 보간하는 경우에는, H방향과 V방향에 대해서 같은 수식을 사용한다.
B색(혹은 B 데이터)의 보간에 대해서는, R색(혹은 R 데이터)을 보간하는 경우와 같은 혹은 비슷한 방식 혹은 방법을 사용한다.
R33 = R33 (4)
Figure 112015038465983-pat00004
(5)
Figure 112015038465983-pat00005
(6)
다음에, 평가값 산출 처리의 실시예를 도 5의 플로차트를 참조해서 설명한다.
도 2의 H방향 분산도 산출부(204)는, 각 화소에 대해서 빠진 색을 보간함으로써 얻은 도 3의 H방향 RGB 화상 데이터(202c)를, 소정의 색 공간의 색 신호(값)로 변환한다(S501). 본 실시예에서는, 균질성의 척도로서 색차의 분산도를 산출하기 위해서, G, R-G, 및 B-G 색공간을 사용한다. 이 경우에, G, R-G, B-G 색공간 대신에 L*a*b* 균등 색공간을 사용해도 된다. 그렇지만, L*a*b* 값에의 변환 처리는 계산량이 많기 때문에, L* 대신에 G 신호를 그대로 사용하고, a*, b* 대신에 R-G, B-G을 색차 신호로서 사용해도 된다.
다음에, H방향 분산도 산출부(204)는, G, R-G, 및 B-G 신호에 대하여 각각 분산도를 산출한다(S502). 여기에서, 주목 화소를 중심으로 한 3×3 영역의 화소를 사용해서 산출한다. 본 실시예에서는 3×3 영역의 화소를 사용하지만, 5×5 혹은 7×7 영역의 화소와 같이, 사이즈가 다른 영역의 화소를 사용해도 된다. 그렇지만, 본 발명의 실시예는 이것에 한정되는 것은 아니다. 주목 화소와 인접하는 8화소의 합계 9화소를 사용해서 분산을 산출하는 대신에, 도 6에 나타낸 것과 같이, H방향으로 정렬된 h11∼h13의 3화소, h21∼h23의 3화소, 및 h31∼h33의 3화소를 사용하여, 3개의 분산을 산출한다. 또한, G의 3개의 분산을 σG12, σG22, σG32라고 하고, 그들 중에서 가장 큰 분산값 σGh2을 G의 분산 값이라고 한다. R-G 신호 및 B-G 신호에 관해서도 G 신호의 분산도 산출과 같은 처리를 행하여, R-G 분산값 σR- Gh 2과 B-G 분산값 σB-Gh 2을 취득한다.
V방향 분산도 산출부(205)는, V방향으로 정렬된 ｈ11∼h31의 3화소, h12∼h32의 3화소, 및 h13∼h33의 3화소를 사용하여, H방향과 마찬가지로, G 분산값 σGv 2, R-G 분산값 σR-Gv 2 및 B-G 분산값 σB-Gv 2을 취득한다(S504∼S506).
평가값 산출부(206)는, 각 방향의 평가값을 산출한다. H방향의 분산도를 하기의 수식(7)을 이용해서 산출한다(S507). V방향 분산도 산출부(205)는, H방향과 마찬가지로, 수식(8)을 이용해서 V방향의 분산도를 산출한다.
σh 2 = σGh 2 + σR- Gh 2 + σB- Gh 2 (7)
σv 2 = σGv 2 + σR- Gv 2 + σB- Gv 2 (8)
H방향 분산도 산출부(204) 및 평가값 산출부(206)는, 도 3의 H방향의 RGB 화상 데이터(202c)와 관련된 전체 화소에 대해서, S501∼S503의 처리를 행한다. V분산도 산출부(205) 및 평가값 산출부(206)는, 도 3의 V방향의 RGB 화상 데이터(203c)와 관련된 전체 화소에 대해서, S504∼S506의 처리를 행한다.
다음에, 평가값 산출부(206)는, H방향과 V방향에 대한 평가값을 하기의 수식(9)에 의해 산출한다.
Figure 112015038465983-pat00006
(9)
여기에서, Ch 및 Cv는 분산도에 의거한 평가값을 나타낸다. A는 포지티브 상수(positive constant)이다.
이상의 처리에 의해, 화소마다 평가값 Ch 혹은 Cv가 산출되고, 결과적으로 평가값의 2차원 플레인이 생성된다(S507).
다음에, 고립점 판정 처리를 도 7의 플로차트를 참조하여 설명한다.
고립점 판정부(207)는, 평가값 산출부(206)로 산출된 각 방향의 평가값에 의거하여 평가값의 고립점을 판정한다. 이하에서는, 주목 화소가 H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 충족하는 경우의 고립점 판정 처리에 관하여 설명한다. 고립점 판정부(207)는, 주목 화소 및 주변 화소의 각각에 대해서 H방향 평가값 - V방향 평가값을 산출한다(S701). 여기에서, 주목 화소를 중심으로 한 3×3 영역의 화소를 사용해서 산출한다. 본 실시예에서는 3×3 영역을 사용하지만, 본 발명의 실시예들은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 5×5 혹은 7×7 영역의 화소를 사용해도 된다. 산출 결과로부터, 주목 화소가 H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 충족시키면, 그 주목 화소의 주변 화소 중에서, H방향 평가값 - V방향 평가값 < 0의 관계를 갖는 화소의 수를 카운트한다(S702). 그 카운트 횟수를 Vnum이라고 하고, Vnum이 소정의 임계값(threshold value)이상인지 아닌지를 판별한다(S703). 그 결과, Vnum이 소정의 임계값 이상이면, 주목 화소가 고립점이라고 판정한다(S704). 고립점 판정부(207)는, S701∼S704의 처리를 전체 화소에 대해서 행한다. 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 고립점 판정부(207)는, 주목 화소가 H방향 평가값 - V방향 평가값 < 0의 관계를 충족하는 경우에는, 도 8에 나타낸 것과 같이, 주변 화소 중에서 H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 충족하는 화소의 수를 카운트한다(S801∼S803). 그 카운트한 결과인 Hum이 소정의 임계값 이상이면, 주목 화소가 고립점이라고 판정한다(S804).
다음에, 상관성 판정 처리를 도 9의 플로차트를 참조하여 설명한다. 상관성 판정부(208)는, 고립점 판정 처리를 행한 후에, 각 방향의 평가값에 의거하여 평가값의 상관성 판정 처리를 행한다.
상관성 판정부(208)는, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 주목 화소와 주변 화소를 수평방향으로 주사하고, 화소마다 H방향 평가값 - V방향 평가값을 산출한다(예를 들면, 각 화소가 복수의 화소에 대해서 (각 주사 반복시의 주목 화소로서) 주사될 때, 적어도 한 개의 주목 화소 또는 복수의 주목 화소를 주사한다)(S901). 본 실시예에서는 수평방향 5화소를 사용하지만, 본 발명의 실시예들은 이것에 한정되는 것은 아니다. 7화소나 9화소를 사용해도 된다. 산출 결과로부터, H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 충족하는 화소가 연속할 때의 횟수를 카운트한다(S902). 그 카운트 횟수를 Hfnum이라고 하고, Hfnum이 소정의 임계값 이상인지 아닌지를 판별한다(S903). 그 결과, Hfnum이 소정의 임계값 이상이면, 주목 화소에 대하여 수평방향으로 상관성이 있다고 판정한다(S904).
본 실시예에서는, 포지티브 화소값이 연속할 때의 횟수를 카운트해서 상관성을 판정하고 있지만, 산출된 평가값의 분산도가 소정의 임계값 이하이면 상관성이 있다고 판정해도 된다. 상관성 판정부(208)는, 이 S901∼S904의 처리를 전체 화소에 대해서 행한다.
마찬가지로, 상관성 판정부(208)는, 주목 화소와 주변 화소를 수직방향으로 주사하고, 화소마다 H방향 평가값 - V방향 평가값을 산출한다(S905). 산출 결과로부터, H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계를 충족시키는 화소가 연속할 때의 횟수를 카운트한다(S906). 그 카운트 횟수를 Vfnum이라고 하고, Vfnum이 소정의 임계값 이상인지 아닌지를 판별한다(S907). 그 결과, Vfnum이 소정의 임계값 이상이면, 주목 화소에 대하여 수직방향으로 상관성이 있다고 판정한다(S908). 상관성 판정부(208)는, 이 S905∼S908의 처리를 전체 화소에 대해서 행한다. 본 실시예에서는 수평방향과 수직방향의 상관성을 각각 판정하고 있지만, 경사 방향의 상관성을 판정해도 된다.
상관성 판정부(208)는, S901, S902, S905 및 S906의 처리에 의해서 취득된 H방향 평가값과 V방향 평가값을 교체하고, 한층 더 도 9에 나타낸 처리를 전체 화소에 대해서 행한다.
다음에, 고립점 보정처리를 도 11의 플로차트를 참조하여 설명한다.
고립점 보정부(209)는, 각 방향의 평가값에 대한 고립점 판정과 상관성 판정 결과를 사용하여, 고립점의 보정을 행한다.
고립점 보정부(209)는, 우선 주목 화소가 고립점 판정부(207)에 의해 고립점이라고 판정되고, 또 상관성 판정부(208)에 의해 상관성이 있다고 판정되지 않는지를 판별한다(S1101). 그 결과, 상기를 만족시키는 것이라면, 고립점 보정부(209)는, 고립점 판정부(207)에 의해서 주변 화소 중에서 고립점이라고 판정되지 않은 화소의 평가값의 중앙값을 취득하고, 취득한 중앙값은 주목 화소의 평가값으로서 처리된다(S1102). 도 12는 평가값 산출의 예를 나타낸다. 이 예에서는, 주목 화소 h22의 평가값은, 고립점이라고 판정되지 않은 화소인 h11, h12, h21, h23, h33의 평가값을 사용해서 취득된다. 이들 평가값은 h11=1, h12=2, h21=3, h23=4, h33=5이기 때문에, 중앙값은 3이 된다. 본 실시예에서는 중앙값을 보정 결과로서 취급하지만, 평균값이나 가중(weighted) 필터링 처리를 사용해도 된다. 또한, 고립점 보정부(209)는, H방향 평가값과 마찬가지로, V방향 평가값에 관해서도, S1101∼S1102의 처리와 같은 처리를 전체 화소에 대해서 행한다.
그리고, 화상 생성부(210)는, 이 고립점 보정부(209)에 의해 산출되는 평가 값에 근거해서, 수평방향 보간 및 수직방향 보간 중의 어느 하나를 선택한다. 이에 따라, 화상 생성부(210)는, 전체 화소에 있어서 각각 R, G, B의 색성분의 화상 데이터가 존재하는 최종적인 RGB 보간 화상 데이터를 생성하고, 그 데이터를 보간된 RGB 화상 데이터(211)(디모자이킹 데이터)로서 출력한다.
다음에, 좀더 구체적인 보간 화상 생성 방법의 실시예에 대해서, 도 13을 사용하여 설명한다.
화상 생성부(210)는, 모든 화소에 대해서, 우선, H방향의 보간에 대한 평가값 Ch와 V방향의 보간에 대한 평가값 Cv를 비교하고, 평가값 Ch > 평가값 Cv의 관계가 충족되는지 아닌지의 여부를 판별한다(S1301). 그 결과, 평가값 Ch > 평가값 Cv의 관계가 충족되면, 화상 생성부(210)는, H방향의 보간에 관련되는 R, G, B 보간 데이터를 선택하여(S1302), 보간된 RGB 화상 데이터(211)로서 출력한다. 평가값 Ch > 평가값 Cv의 관계가 충족되지 않으면, 다음에 평가값 Cv > 평가값 Ch의 관계가 충족되는지 아닌지의 여부를 판별한다(S1303). 그 결과, 평가값 Cv > 평가값 Ch의 관계가 충족되면, 화상 생성부(210)는, V방향의 보간에 관련되는 R, G, B 보간 데이터를 선택해서(S1304), 보간된 RGB 화상 데이터(211)로서 출력한다. 한편, 평가값 Cv > 평가값 Ch의 관계가 충족되지 않으면, 화상 생성부(210)는, H방향과 V방향의 보간에 관련되는 각 R, G, B 보간 데이터의 평균값을, R, G, B 색의 각각에 대해서 산출하고(S1305), 산출 결과를 보간된 RGB 화상 데이터(211)로서 출력한다.
본 실시예에서는, H방향 평가값과 V방향 평가값의 대소에 근거해서 판정을 행하고, H방향 보간에 대한 보간 데이터, V방향 보간에 대한 보간 데이터, 및 H방향과 V방향 보간의 평균값 중 어느 하나를 선택하고, 보간된 RGB 화상 데이터로서 출력한다. 그렇지만, 본 발명의 실시예는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, H방향 평가값과 V방향 평가값 간의 차분이 임계값 이상인지 아닌지를 판정해도 된다. 좀더 구체적으로는, 평가값 Ch - 평가값 Cv > 임계값 A의 관계가 충족되면, H방향 보간에 대한 보간 데이터를 선택해도 된다. 평가값 Cv - 평가값 Ch > 임계값 A의 관계가 충족되면, V방향 보간에 대한 보간 데이터를 선택해도 된다. 이 경우, 이들 2개의 조건을 제외하고, H방향 평가값과 V방향 평가값에 근거한 가중 가산의 산출 결과를 보간된 RGB 화상 데이터로서 출력하면 된다.
이렇게, 제1 예시적인 실시예에서는, 의사 해상이 발생하는 부분을 판정하기 위해서, 화소에 있어서의 주변 화소의 평가값 간의 상관성을 사용하고 있다. 또한, 평가값 간의 상관성이 없는 경우에는, 주목 화소의 주변 화소를 사용해서 주목 화소의 평가값을 보정한다. 이 때문에, 평가값의 오산출에 의해 발생하는 의사 해상을 보다 적절히 보정할 수 있다.
(제2 예시적인 실시예)
제1 예시적인 실시예에서는 상관성 판정부(208)에 있어서, 주목 화소를 포함시킨 주변 화소 중에서, 각 방향의 평가값 간의 대소관계가 연속하는지 아닌지를 판정하는 결과에 근거해서 상관성을 판정한다. 이에 대하여, 제2 예시적인 실시예에서는, 미리 준비된 템플릿 맵(template map)을 사용해서 상관성의 판정을 행한다.
이하, 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 대해서, 제1 예시적인 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
본 예시적인 실시예에 따른 촬상장치와 디모자이킹부의 신호 유닛의 적어도 한 개의 실시예의 구성은, 제1 예시적인 실시예에 있어서 도 1, 2를 참조해서 설명한 것과 같기 때문에, 유닛마다의 설명은 생략한다. 제2 예시적인 실시예에 따른 처리의 흐름은, 상관성 판정 처리를 제외하고, 제1 예시적인 실시예와 같다.
본 예시적인 실시예에 따른 상관성 판정 처리를 도 14의 플로차트를 참조하여 설명한다. 상관성 판정부(208)는, 고립점 판정 처리 후에, 각 방향의 평가값에 의거하여 평가값에 대하여 상관성 판정 처리를 행한다. 상관성 판정부(208)는, 우선, 주목 화소를 포함시킨 주변 화소 중에서 화소마다 H방향 평가값 - V방향 평가값을 산출한다(S1401). 다음에, 산출 결과로부터, H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계가 충족되는지 아닌지의 여부를 판별한다(S1402). 본 예시적인 실시예에서는, 5×5 영역을 사용한다. 그렇지만, 3×3 혹은 7×7 영역(또는 또 다른 사이즈가 서로 다른 영역)을 대신 사용해도 된다. 사실은, 본 발명의 실시예는 이것에 한정되는 것은 아니다.
그 결과, H방향 평가값 - V방향 평가값 > 0의 관계가 충족되면, 상관성 판정부(208)는, 주사 화소를 H방향 화소라고 판정하고, hdet = 1이라고 한다(S1403). 한편, H방향 평가값 - V방향 평가값 ≤ 0의 관계가 충족되면, 상관성 판정부(208)는, 주사 화소를 H방향 화소라고 판정하지 않고, hdet = 0이라고 한다(S1404). 상관성 판정부(208)는, 각 화소의 hdet 값과 미리 메모리(112)에 기억되어 있는 소정의 템플릿 맵을 사용하여, 5×5 영역(혹은 사이즈가 다른 영역)에 있어서 값이 일치하는지 아닌지를 판단한다(S1405). 도 16은 템플릿 맵에 관한 데이터를 나타내는 4개의 예를 나타낸다. 본 실시예에서는, 수평방향, 수직방향, 및 2종류의 경사 방향을 템플릿 맵에 사용하고 있다. 그렇지만, 본 발명의 실시예는 이것에 한정하지 않는다. 사실은, 템플릿 맵의 방향성 및 수에 한정하지 않고 1개 이상의 실시예에 있어서 템플릿 맵을 사용해도 된다. 그 결과, 도 16에 나타낸 템플릿 맵 중의 하나와 화소값이 일치하면, 주목 화소의 평가값은 상관성이 있다고 판정한다(S1406).
상관성 판정부(208)는, S1401∼S1406의 처리를 전체 화소에 대해서 행한다. 또한, 상관성 판정부(208)는, H방향 평가값과 마찬가지로, V방향 평가값의 전체 화소에 대해서, S1401∼S1406의 처리와 같은 처리를 행한다(도 15의 S1501∼S1506).
이후의 처리는, 제1 예시적인 실시예와 같기 때문에 생략한다. 이렇게, 제2 예시적인 실시예에서는, 미리 준비된 템플릿 맵을 사용해서 상관성의 판정을 행한다. 또한, 평가값 간의 상관성이 없는 경우에는, 주목 화소의 주변 화소를 사용해서 주목 화소의 평가값을 보정한다. 이에 따라, 제1 예시적인 실시예와 마찬가지로, 평가값의 오산출에 의해 발생하는 의사 해상을 보다 적절히 보정할 수 있다.
(그 밖의 실시예)
본 발명의 추가 실시 예들은, 상술한 실시 예(들) 중의 하나 또는 그 이상의 기능을 행하도록 기억매체(예를 들면, 비일시 컴퓨터 판독가능한 기억매체) 상에 기록된 컴퓨터 실행가능한 명령들을 판독 및 실행하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해서 실현될 수 있고, 또 예를 들면, 상술한 실시예(들) 중의 하나 또는 그 이상의 기능을 행하도록 기억매체로부터 컴퓨터 실행가능한 명령들을 판독 및 실행함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 행해지는 방법에 의해서도 실현될 수 있다. 이 컴퓨터는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit), 또는 다른 회로 중 하나 또는 그 이상을 구비할 수도 있고, 독립된 컴퓨터 또는 독립된 컴퓨터 프로세서의 네트워크를 포함할 수도 있다. 이 컴퓨터 실행가능한 명령들은 예를 들면, 네트워크 또는 기억매체로부터 컴퓨터에 제공될 수도 있다. 이 기억매체는 예를 들면, 하드 디스크, RAM(random-access memory), ROM(read only memory), 분산 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(컴팩트 디스크(CD), DVD(digital versatile disc), Blue-ray Disc(BD)TM 등), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함할 수도 있다.
본 발명은 예시적인 실시 예를 참조하면서 설명되었지만, 본 발명은 이 개시된 예시적인 실시 예에 한정되는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 모든 변형 및 균등구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 화소마다 복수의 컬러 필터의 색들 중 하나에 대응하는 화상 신호를 출력하는 촬상소자에 의해 생성된 모자이크 화상 신호에 대하여, 복수의 규정 방향의 각각에서 보간처리를 행하도록 구성된 보간 유닛과,
    상기 보간 유닛에 의해 보간 처리가 행해진 화상 신호의 화소마다 각 규정 방향에 있어서의 상관성을 나타내는 평가값을 취득하도록 구성된 평가 유닛과,
    적어도 한 개의 주목 화소가 고립점인지 아닌지를 판정하도록 구성된 고립점 판정 유닛과,
    상기 적어도 한 개의 주목 화소가 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소에 대한 주변 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하고, 보정된 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소를 보간한 후의 화상 신호를 출력하도록 구성된 출력 유닛을 구비하고,
    상기 미리 정한 조건은, 상기 고립점 판정 유닛에 의해 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점으로 판정되는 조건을 포함하고,
    상기 출력 유닛은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 상기 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 주변 화소 중 상기 고립점 판정 유닛에 의해 고립점으로 판정되지 않은 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하는, 화상처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고립점 판정 유닛은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값과 상기 주변 화소의 평가값 사이의 상관성이 낮거나 존재하지 않는다고 판정되었을 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점이라고 판정하는, 화상처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고립점 판정 유닛은, 각 규정 방향에 있어서의 평가값의 크기를 비교하고, 상기 적어도 한 개의 주목 화소에 관해서 제1 규정 방향에 있어서의 평가값이 제2 규정 방향에 있어서의 평가값보다도 큰 경우와 상기 주변 화소의 임계값 이상인 화소의 수에 관해서 상기 제2 규정 방향에 있어서의 평가값이 상기 제1 규정 방향에 있어서의 평가값보다도 큰 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점이라고 판정하는, 화상처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 정한 조건은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값과 상기 주변 화소의 평가값에 관해서 상기 복수의 규정 방향의 모두에 있어서 상관성이 없는 조건을 더 포함하는, 화상처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값과 상기 주변 화소의 평가값에 관해서 복수의 방향 중의 하나의 방향에 있어서 상관성이 있는지를 판정하도록 구성된 상관 판정 유닛을 더 구비하는, 화상처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상관 판정 유닛은, 상기 복수의 규정 방향 중의 하나의 방향에 있어서 제1 규정 방향에 있어서의 평가값이 제2 규정 방향에 있어서의 평가값보다도 큰 화소가 연속하는 수가 임계값 이상인 경우에, 상기 복수의 규정 방향 중의 하나의 방향에 있어서 상관성이 있다고 판정하는, 화상처리장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 유닛은, 상기 주변 화소 중 상기 고립점 판정 유닛에 의해 고립 점이라고 판정되지 않은 화소의 평가값의 중앙값 혹은 평균값을 이용해서 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하는, 화상처리장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 유닛은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소에 관해서 상기 복수의 규정 방향에 있어서의 평가값을 비교하고, 상기 보간 유닛에 의해 상기 복수의 규정 방향의 각각에서 보간 처리가 행해진 화상 신호 중에서 평가값이 큰 규정 방향에서 보간 처리가 행해진 화상 신호를 출력하는, 화상처리장치.
  11. 화소마다 복수의 컬러 필터의 색들 중 하나에 대응하는 화상 신호를 출력하도록 구성된 촬상소자와,
    상기 촬상소자에 의해 생성된 모자이크 화상 신호에 대하여 복수의 규정 방향의 각각에서 보간 처리를 행하도록 구성된 보간 유닛과,
    상기 보간 유닛에 의해 보간 처리가 행해진 화상 신호의 화소마다 각 규정 방향에 있어서의 상관성을 나타내는 평가값을 취득하도록 구성된 평가 유닛과,
    적어도 한 개의 주목 화소가 고립점인지 아닌지를 판정하도록 구성된 고립점 판정 유닛과,
    상기 적어도 한 개의 주목 화소가 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 주변 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하고, 보정된 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소를 보간한 후의 화상 신호를 출력하도록 구성된 출력 유닛을 구비하고,
    상기 미리 정한 조건은, 상기 고립점 판정 유닛에 의해 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점으로 판정되는 조건을 포함하고,
    상기 출력 유닛은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 상기 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 주변 화소 중 상기 고립점 판정 유닛에 의해 고립점으로 판정되지 않은 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하는, 촬상장치.
  12. 화소마다 복수의 컬러 필터의 색들 중 하나에 대응하는 화상 신호를 출력하는 촬상소자에 의해 생성된 모자이크 화상 신호에 대하여 복수의 규정 방향의 각각에서 보간 처리를 행하는 단계와,
    상기 보간 처리가 행해진 화상 신호의 화소마다 각 규정 방향에 있어서의 상관성을 나타내는 평가값을 취득하는 단계와,
    적어도 한 개의 주목 화소가 고립점인지 아닌지를 판정하는 단계와,
    상기 적어도 한 개의 주목 화소가 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 주변 화소의 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값을 보정하고, 보정된 평가값에 의거하여 상기 적어도 한 개의 주목 화소를 보간한 후의 화상신호를 출력하는 단계를 구비하고,
    상기 미리 정한 조건은, 상기 적어도 한 개의 주목 화소가 고립점으로 판정되는 조건을 포함하고,
    상기 적어도 한 개의 주목 화소가 상기 미리 정한 조건을 충족시킬 경우에, 상기 적어도 한 개의 주목 화소의 평가값이 상기 주변 화소 중 고립점으로 판정되지 않은 화소의 평가값에 의거하여 보정되는, 화상처리방법.
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